(57)【要約】カテーテル処置システムのジョイスティック用インターロックシステムが、ジョイスティックの直線作動に基づく第１電圧出力信号とジョイスティックの回転作動に基づく第２電圧出力信号とを生成するように構成されたジョイスティックを含む。ジョイスティックカバーがジョイスティックを覆って配置され、内面に電極めっきを有する上部と内面を有する下部とを含む。静電容量式タッチ検出回路がジョイスティックカバーの上部の電極めっきに結合され、ジョイスティックカバーの下部の内面に取り付けられる。静電容量式タッチ検出回路は、電極めっきの近位の静電容量の変化を検出し、静電容量の変化が検出されたか否かを示すタッチ出力信号を生成するように構成される。信号許可回路がジョイスティックと静電容量式タッチ検出回路とに結合され、静電容量の変化が検出されたか否かに基づき直線許可電圧出力信号と回転許可電圧出力信号とを生成するように構成される。
2019526884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カテーテル処置システムにおけるジョイスティック用のインターロックシステムであって、
ジョイスティックの直線作動に基づく第１電圧出力信号及びジョイスティックの回転作動に基づく第２電圧出力信号を生成するように構成されるジョイスティックと、
ジョイスティックを覆って配置され、上部の内面に電極めっきを有する上部と内面を有する下部とを含むジョイスティックカバーと、
前記ジョイスティックカバーの上部の電極めっきに結合された静電容量式タッチ検出回路であって、前記ジョイスティックカバーの下部の内面に取り付けられ、前記ジョイスティックカバーの上部の電極めっきにおける近位の静電容量の変化を検出し且つ静電容量の変化が検出されたか否かを示すタッチ出力信号を生成するように構成された静電容量式タッチ検出回路と、
前記ジョイスティックと前記静電容量式タッチ検出回路とに結合された信号許可回路であって、静電容量の変化が検出されたか否かに基づいて直線許可電圧出力信号及び回転許可電圧出力信号を生成するように構成された信号許可回路と
を含むインターロックシステム。
【請求項２】
前記ジョイスティックはアナログジョイスティックである、請求項１に記載のインターロックシステム。
【請求項３】
前記静電容量式タッチ検出回路は、導電性エポキシを用いて前記ジョイスティックカバーに取り付けられた導体を用いて前記ジョイスティックカバーの上部の電極めっきに結合される、請求項１に記載のインターロックシステム。
【請求項４】
前記信号許可回路は、前記静電容量式タッチ検出回路に供給電圧を供給するように構成された通信リンクを用いて前記静電容量式タッチ検出回路に結合される、請求項１に記載のインターロックシステム。
【請求項５】
前記通信リンクは、前記静電容量式タッチ検出回路に接地電圧を供給するように更に構成されている、請求項４に記載のインターロックシステム。
【請求項６】
前記信号許可回路はゼロ速度基準電圧の入力を受信する、請求項１に記載のインターロックシステム。
【請求項７】
前記静電容量式タッチ検出回路によって静電容量の変化が検出された場合、前記直線許可電圧出力信号は前記第１電圧出力信号に等しい、請求項１に記載のインターロックシステム。
【請求項８】
前記静電容量式タッチ検出回路によって静電容量の変化が検出されない場合、前記直線許可電圧出力信号は前記ゼロ速度基準電圧に等しい、請求項６に記載のインターロックシステム。
【請求項９】
前記静電容量式タッチ検出回路によって静電容量の変化が検出された場合、前記回転許可電圧出力信号は前記第２電圧出力信号に等しい、請求項１に記載のインターロックシステム。
【請求項１０】
前記静電容量式タッチ検出回路によって静電容量の変化が検出されない場合、前記回転許可電圧出力信号は前記ゼロ速度基準電圧に等しい、請求項６に記載のインターロックシステム。
【請求項１１】
前記ジョイスティックと前記信号許可回路とに結合されたジョイスティック作動検出回路であって、前記ジョイスティックが作動状態にあるか否かを検出し且つジョイスティック作動出力信号を生成するように構成されたジョイスティック作動検出回路を更に含む、請求項１に記載のインターロックシステム。
【請求項１２】
前記信号許可回路は、前記タッチ出力信号と前記ジョイスティック作動出力信号とに基づいて撮像システム用の制御信号を生成する、請求項１１に記載のインターロックシステム。
【請求項１３】
前記ジョイスティックは、前記カテーテル処置システム内の経皮デバイスを制御するのに使用され、前記制御信号は、前記経皮デバイスの作動前に前記撮像システムに画像の撮影を開始させる、請求項１２に記載のインターロックシステム。
【請求項１４】
カテーテル処置システムであって、
経皮デバイスと前記経皮デバイスに結合された少なくとも１つの駆動機構とを含むベッドサイドシステムと、
前記ベッドサイドシステムに結合されたワークステーションであって、
ジョイスティックの直線作動に基づく第１電圧出力信号及びジョイスティックの回転作動に基づく第２電圧出力信号を生成するように構成されるジョイスティックと、
ジョイスティックを覆って配置され、上部の内面に電極めっきを有する上部と内面を有する下部とを含むジョイスティックカバーと、
前記ジョイスティックカバーの上部の電極めっきに結合された静電容量式タッチ検出回路であって、前記ジョイスティックカバーの下部の内面に取り付けられ、前記ジョイスティックカバーの上部の電極めっきにおける近位の静電容量の変化を検出し且つ静電容量の変化が検出されたか否かを示すタッチ出力信号を生成するように構成された静電容量式タッチ検出回路と、
前記ジョイスティックと前記静電容量式タッチ検出回路とに結合された信号許可回路であって、静電容量の変化が検出されたか否かに基づいて直線許可電圧出力信号及び回転許可電圧出力信号を生成するように構成された信号許可回路と
を含むワークステーションと
を含むカテーテル処置システム。
【請求項１５】
前記信号許可回路はゼロ速度基準電圧の入力を受信する、請求項１４に記載のカテーテル処置システム。
【請求項１６】
前記静電容量式タッチ検出回路によって静電容量の変化が検出された場合、前記直線許可電圧出力信号は前記第１電圧出力信号に等しい、請求項１４に記載のカテーテル処置システム。
【請求項１７】
前記静電容量式タッチ検出回路によって静電容量の変化が検出されない場合、前記直線許可電圧出力信号は前記ゼロ速度基準電圧に等しい、請求項１５に記載のカテーテル処置システム。
【請求項１８】
前記静電容量式タッチ検出回路によって静電容量の変化が検出された場合、前記回転許可電圧出力信号は前記第２電圧出力信号に等しい、請求項１４に記載のカテーテル処置システム。
【請求項１９】
前記静電容量式タッチ検出回路によって静電容量の変化が検出されない場合、前記回転許可電圧出力信号は前記ゼロ速度基準電圧に等しい、請求項１５に記載のカテーテル処置システム。
【請求項２０】
前記ワークステーションは、前記ジョイスティックと前記信号許可回路とに結合されたジョイスティック作動検出回路であって、前記ジョイスティックが作動状態にあるか否かを検出し且つジョイスティック作動出力信号を生成するように構成されたジョイスティック作動検出回路を更に含む、請求項１４に記載のカテーテル処置システム。
【請求項２１】
前記信号許可回路は、前記タッチ出力信号と前記ジョイスティック作動出力信号とに基づいて撮像システム用の制御信号を生成する、請求項２０に記載のカテーテル処置システム。
【請求項２２】
前記ジョイスティックは、前記経皮デバイスを制御するのに使用され、前記制御信号は、前記経皮デバイスの作動前に前記撮像システムに画像の撮影を開始させる、請求項２１に記載のカテーテル処置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体として、治療処置を行うためのカテーテルシステムの分野に関し、特にカテーテル処置システムにおけるジョイスティックのためのインターロックシステム及び方法に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１６年６月２７日に出願された「カテーテル処置システムにおけるジョイスティックのためのインターロックシステム及び方法」という発明の名称の米国特許出願第１５／１９３，３７０号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００３】
カテーテルは、ガイドワイヤーの挿入、ステントの送達、並びにバルーンの送達及び膨張を含む多くの医療処置に使用されることができる。カテーテル処置は、心臓及び血管系の疾患の診断及び治療のために一般的に行われる。カテーテル処置は一般に、ガイドワイヤーを患者の体内の血管に挿入することによって開始される。ガイドワイヤーは、その後、所望の位置、最も一般的には心臓血管の１つ又は血管系の他の場所に進められる。この時点で、カテーテルは、ガイドワイヤーに沿って血管及び／又は心臓の中にスライドされる。いくつかの処置では、カテーテルは、病変の部位に配置されたときに病変による影響を受けている冠動脈の部分を通る血流を増加させることを可能にするバルーンカテーテル又はステント送達システムである。
【０００４】
ガイドワイヤーを手で挿入するために、医師は、ガイドワイヤーの近位端にトルク及び軸方向の押圧力を加えて、遠位端における先端方向及び軸方向の前進をもたらす。経皮的冠動脈インターベンション（ＰＣＩ）のようなカテーテル処置を行う際に医師を補助するのに使用することができるロボットカテーテル処置システムが開発されている。医師は、例えば閉塞した動脈を広げるために、冠動脈ガイドワイヤー、バルーンカテーテル又はステント送達システムを正確に操舵するロボットシステムを使用する。ＰＣＩを行うために、ガイドワイヤーの遠位先端を、冠動脈の解剖学的構造を通して標的病変部の先にナビゲートしなければならない。蛍光透視法を用いて冠動脈の解剖学的構造を観察しながら、医師は、ガイドワイヤーの近位端を操作して、遠位先端を適切な血管内に病変部に向かって移動させ、側枝へ進入するのを防ぐ。
【０００５】
ロボットカテーテル処置システムは、ユーザー入力デバイスと、カテーテル処置に使用される様々な細長い医療デバイス（例えば、ガイドワイヤー、ガイドカテーテル、ワーキングカテーテル）を駆動して細長い医療デバイスの直線的及び回転運動を提供する様々な駆動機構とを含む。ユーザー入力デバイスは、例えば、ガイドワイヤー、ガイドカテーテル又はワーキングカテーテルなどの経皮デバイスを前進、後退及び回転させるためにカテーテル処置システムのオペレーターによって使用されるアナログジョイスティックを含むことができる。ジョイスティックは、障害又は故障に見舞われることがあり（例えば、ジョイスティックは「オン」状態で動かなくなることがある）、これらの障害又は故障は、経皮デバイスを予期しないように移動させるか又は使用者がジョイスティックに触れていないときに意図しない経皮デバイスの作動を引き起こす可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
単一故障安全ジョイスティックインターフェースを提供し且つ操作される経皮デバイスの動きを停止させるためのより速い無効化時間を提供する、カテーテル処置システムにおけるジョイスティックのためのインターロックシステム及び方法を提供することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態によれば、カテーテル処置システムにおけるジョイスティックのためのインターロックシステムは、ジョイスティックの直線作動に基づく第１電圧出力信号とジョイスティックの回転作動に基づく第２電圧出力信号とを生成するように構成されたジョイスティックと、ジョイスティックを覆って配置され、上部の内面に電極めっきを有する上部と内面を有する下部とを含むジョイスティックカバーと、ジョイスティックカバーの上部の電極めっきに結合された静電容量式タッチ検出回路であって、ジョイスティックカバーの下部の内面に取り付けられ、ジョイスティックカバーの上部の電極めっきにおける近位の静電容量の変化を検出し且つ静電容量の変化が検出されたか否かを示すタッチ出力信号を生成するように構成された静電容量式タッチ検出回路と、ジョイスティックと静電容量式タッチ検出回路とに結合された信号許可回路であって、静電容量の変化が検出されたか否かに基づいて直線許可電圧出力信号及び回転許可電圧出力信号を生成するように構成された信号許可回路とを含む。
【０００８】
別の実施形態によれば、カテーテル処置システムは、経皮デバイスと、経皮デバイスに結合された少なくとも１つの駆動機構とを有するベッドサイドシステムと、ベッドサイドシステムに結合されたワークステーションであって、ジョイスティックの直線作動に基づく第１電圧出力信号とジョイスティックの回転作動に基づく第２電圧出力信号とを生成するように構成されたジョイスティックと、ジョイスティックを覆って配置され、上部の内面に電極めっきを有する上部と内面を有する下部とを含むジョイスティックカバーと、ジョイスティックカバーの上部の電極めっきに結合された静電容量式タッチ検出回路であって、ジョイスティックカバーの下部の内面に取り付けられ、ジョイスティックカバーの上部の電極めっきにおける近位の静電容量の変化を検出し且つ静電容量の変化が検出されたか否かを示すタッチ出力信号を生成するように構成された静電容量式タッチ検出回路と、ジョイスティックと静電容量式タッチ検出回路とに結合された信号許可回路であって、静電容量の変化が検出されたか否かに基づいて直線許可電圧出力信号及び回転許可電圧出力信号を生成するように構成された信号許可回路とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本出願は、添付の図面と併せて、以下の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。図面において、同様の符号は同様の要素を指す。
【図１】一実施形態による例示的なカテーテル処置システムの斜視図である。
【図２】一実施形態によるカテーテル処置システムの概略ブロック図である。
【図３】一実施形態によるインターロックシステムの斜視図である。
【図４】一実施形態によるインターロックシステムを有する複数のジョイスティックの斜視図である。
【図５】一実施形態によるインターロックシステムのブロック図である。
【図６】一実施形態による信号許可回路のブロック図である。
【図７】一実施形態によるインターロックシステム及びジョイスティック作動検出回路のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、一実施形態による例示的なカテーテル処置システムの斜視図である。図１において、カテーテル処置システム１００は、カテーテルベースの医療処置（例えば、経皮的インターベンション処置）を行うのに使用されることができる。カテーテルベースの医療処置は、１つ以上のカテーテルが患者の疾患の診断を補助するのに使用される診断的カテーテル処置を含むことができる。例えば、カテーテルベースの診断法の一実施形態の間、カテーテルを通して１つ以上の冠動脈に造影剤が注入され、患者の心臓の画像が撮影される。カテーテルベースの医療処置はまた、カテーテルが疾患を治療するのに使用されるカテーテルベースの治療処置（例えば、血管形成術、ステント留置術、末梢血管疾患の治療など）を含むことができる。しかしながら、行われる処置の種類に基づいてある特定の経皮的インターベンションデバイス又は構成要素（例えば、ガイドワイヤーの種類、カテーテルの種類など）が選択されることを当業者が認識することに留意すべきである。カテーテル処置システム１００は、特定の経皮的インターベンションデバイスを処置で使用されるように調整するためのわずかな調整で、様々なカテーテルベースの医療処置を行うことができる。具体的には、本明細書に記載のカテーテル処置システム１００の実施形態は、主に冠動脈疾患の治療に関して説明されるが、カテーテル処置システム１００は、カテーテルベースの処置による診断及び／又は治療に適した任意の種類の疾患又は状態を診断及び／又は治療するのに使用することができる。
【００１１】
カテーテル処置システム１００はラボユニット１０６及びワークステーション１１６を含む。カテーテル処置システム１００は、患者１０２に隣接してラボユニット１０６内に配置されたベッドサイドシステム１１０として示されるロボットカテーテルシステムを含む。患者１０２はテーブル１０８上に支持される。一般に、ベッドサイドシステム１１０は、適切な経皮的インターベンションデバイス又は他の構成要素（例えば、ガイドワイヤー、ガイドカテーテル、バルーンカテーテル及びステント送達システムなどのワーキングカテーテル、造影剤、薬剤、診断カテーテルなど）を備え、ユーザーが、ワークステーション１１６に配置された制御部などの様々な制御部を動作させることによって、ロボットシステムを介してカテーテルベースの医療処置を行うことができる。ベッドサイドシステム１１０は、本明細書に記載の機能をベッドサイドシステム１１０に提供するために、任意の数及び／又は任意の組み合わせの構成要素を含むことができる。ベッドサイドシステム１１０は、とりわけ、ガイドワイヤーを患者１０２の動脈に設置されたガイドカテーテル内に自動的に進めるのに使用されることができるロボットアーム１１２によって支持されたカセット１１４を含む。
【００１２】
ベッドサイドシステム１１０は、ワークステーション１１６と通信しており、ワークステーション１１６のユーザー入力によって生成された信号をベッドサイドシステム１１０に送信してベッドサイドシステム１１０の様々な機能を制御することを可能にする。ベッドサイドシステム１１０はまた、フィードバック信号（例えば、動作状態、警告信号、エラーコードなど）をワークステーション１１６に提供することができる。ベッドサイドシステム１１０は、ワークステーション１１６とベッドサイドシステム１１０との間で通信が行われることを可能にすることができる無線接続、ケーブル接続、又は任意の他の手段であることができる通信リンク１４０（図２に示す）を介してワークステーション１１６に接続されることができる。
【００１３】
ワークステーション１１６は、カテーテル処置システム１００の様々な構成要素又はシステムを動作させるためのユーザー入力を受け取るように構成されたユーザーインターフェース１２６を含む。ユーザーインターフェース１２６は、ユーザーがベッドサイドシステム１１０を制御してカテーテルベースの医療処置を行うことを可能にする制御部１１８を含む。例えば、制御部１１８は、ベッドサイドシステム１１０に装備されることができる様々な経皮的インターベンションデバイスを用いて様々なタスクを行うこと（例えば、ガイドワイヤーの前進、後退又は回転、ワーキングカテーテルの前進、後退又は回転、ガイドカテーテルの前進、後退又は回転、カテーテルに配置されたバルーンの膨張又は収縮、ステントの配置及び／又は展開、カテーテルへの造影剤の注入、カテーテルへの薬剤の注入、カテーテルベースの医療処置の一部として行われることができる任意の他の機能を行うこと）をベッドサイドシステム１１０にさせるように構成されることができる。カセット１１４は、経皮デバイスを含むベッドサイドシステム１１０の構成要素の運動（例えば、軸方向運動及び回転運動）を引き起こすための様々な駆動機構を含む。
【００１４】
一実施形態において、制御部１１８は、タッチスクリーン１２４、１つ以上のジョイスティック１２８、及びボタン１３０、１３２を含む。ジョイスティック１２８は、例えばガイドワイヤー、ガイドカテーテル又はワーキングカテーテルなどの様々な構成要素及び経皮デバイスを前進、後退又は回転させるように構成されることができる。ボタン１３０、１３２は、例えば、緊急停止ボタン及び乗算器ボタンを含むことができる。緊急停止ボタンが押されると、リレーが作動されてベッドサイドシステム１１０への電力供給が遮断される。乗算器ボタンは、制御部１１８の操作に応じて関連する構成要素が移動する速度を増加又は減少するように作用する。一実施形態において、制御部１１８は、タッチスクリーン１２４に表示された１つ以上の制御部又はアイコン（図示せず）を含むことができ、それらは、起動されるとカテーテル処置システム１００の構成要素の動作を引き起こす。制御部１１８はまた、バルーン及び／又はステントを膨張又は収縮させるように構成されたバルーン又はステント制御部を含むことができる。各制御部は、１つ以上のボタン、ジョイスティック、タッチスクリーンなどを含むことができ、それらは、制御がそれ専用である特定の構成要素を制御するのに望ましい可能性がある。また、タッチスクリーン１２４は、制御部１１８の様々な部分又はカテーテル処置システム１００の様々な構成要素に関連する１つ以上のアイコン（図示せず）を表示することができる。
【００１５】
ユーザーインターフェース１２６は、第１モニター又はディスプレイ１２０、及び第２モニター又はディスプレイ１２２を含むことができる。第１モニター１２０及び第２モニター１２２は、ワークステーション１１６にいるユーザーに情報又は患者固有データを表示するように構成されることができる。例えば、第１モニター１２０及び第２モニター１２２は、画像データ（例えば、Ｘ線画像、ＭＲＩ画像、ＣＴ画像、超音波画像など）、血行動態データ（例えば、血圧、心拍数など）、患者記録情報（例えば、病歴、年齢、体重など）を表示するように構成されることができる。また、第１モニター１２０及び第２モニター１２２は、処置固有情報（例えば、処置の持続時間、カテーテル又はガイドワイヤーの位置、送達される薬剤又は造影剤の量など）を表示するように構成されることができる。モニター１２０及びモニター１２２は、ガイドカテーテルの位置に関する情報を表示するように構成されることができる。更に、モニター１２０及びモニター１２２は、後述される制御器１３４（図２に示す）に関連する機能を提供するための情報を表示するように構成されることができる。他の実施形態において、ユーザーインターフェース１２６は、本明細書に記載されるディスプレイ構成要素及び／又はタッチスクリーン構成要素の１つ以上を表示するのに十分なサイズの単一のスクリーンを含む。
【００１６】
カテーテル処置システム１００はまた、ラボユニット１０６内に配置された撮像システム１０４を含む。撮像システム１０４は、カテーテルベースの医療処置と併せて使用することができる任意の医療撮像システムであることができる（例えば、非デジタルＸ線、デジタルＸ線、ＣＴ、ＭＲＩ、超音波など）。例示的な実施形態において、撮像システム１０４は、ワークステーション１１６と通信するデジタルＸ線撮像デバイスである。一実施形態において、撮像システム１０４は、患者１０２に対して様々な角度位置で画像（例えば矢状図、尾側図、前後図など）を取得するために撮像システム１０４が患者１０２の周りを部分的に又は完全に回転することを可能にするＣアーム（図示せず）を含むことができる。
【００１７】
撮像システム１０４は、特定の処置中に患者１０２の適切な領域のＸ線画像を撮るように構成されることができる。例えば、撮像システム１０４は、心臓の状態を診断するために心臓の１つ以上のＸ線画像を撮るように構成されることができる。撮像システム１０４はまた、ワークステーション１１６のユーザーが処置中にガイドワイヤー、ガイドカテーテル、ステントなどを適切に位置決めするのを補助するために、カテーテルベースの医療処置中に１つ以上のＸ線画像（例えばリアルタイム画像）を撮るように構成されることができる。１つ以上の画像が、第１モニター１２０及び／又は第２モニター１２２に表示されることができる。具体的には、ユーザーが、例えば、ガイドカテーテルを適切な位置に正確に移動させることを可能にするために、画像が第１モニター１２０及び／又は第２モニター１２２に表示されることができる。
【００１８】
また、ワークステーション１１６のユーザーは、患者に対する撮像システム１０４の角度位置を制御して、患者の心臓の様々なビューを取得して第１モニター１２０及び／又は第２モニター１２２に表示することができる。処置の様々な部分で様々なビューを表示することは、ワークステーション１１６のユーザーが経皮的インターベンションデバイスを患者の心臓の３Ｄ幾何学形状内で適切に動かして位置決めするのを補助することができる。一実施形態において、撮像システム１０４は２Ｄ撮像システムであることができる。別の実施形態において、撮像システム１０４は、Ｘ線ベースのコンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像デバイス、磁気共鳴撮像デバイス、３Ｄ超音波撮像デバイスなどのような任意の３Ｄ撮像モダリティであることができる。本実施形態において、処置中に表示される心臓の画像は３Ｄ画像であることができる。また、制御部１１８は、ワークステーション１１６に配置されたユーザーが撮像システム１０４の様々な機能（例えば、画像キャプチャ、拡大、コリメーション、Ｃアーム位置決めなど）を制御することを可能にするように構成されることができる。
【００１９】
図２を参照すると、例示的な実施形態によるカテーテル処置システム１００のブロック図が示されている。カテーテル処置システム１００は、制御器１３４として示される制御システムを含むことができる。制御器１３４はワークステーション１１６の一部であることができる。制御器１３４は一般に、カテーテル処置システム１００に本明細書に記載の様々な機能を提供するのに適した電子制御ユニットであることができる。例えば、制御器１３４は、埋め込みシステム、専用回路、本明細書に記載された機能を有してプログラムされた汎用システムなどであることができる。制御器１３４は、１つ以上のベッドサイドシステム１１０、制御部１１８、モニター１２０及び１２２、撮像システム１０４及び患者センサー１３６（例えば、心電図（「ＥＣＧ」）デバイス、脳波（「ＥＥＧ」）デバイス、血圧モニター、体温モニター、心拍数モニター、呼吸モニターなど）と通信する。様々な実施形態において、制御器１３４は、カテーテル処置システム１００を使用して医療処置を行うことができるように、ユーザーによる制御部１１８との相互作用及び／又は制御器１３４にアクセス可能な情報に基づいて制御信号を生成するように構成される。また、制御器１３４は、病院データ管理システム又は病院ネットワーク１４２、及び１つ以上の追加の出力デバイス１３８（例えば、プリンター、ディスクドライブ、ＣＤ／ＤＶＤライターなど）と通信することができる。
【００２０】
カテーテル処置システム１００の様々な構成要素間の通信は、通信リンク１４０を介して達成することができる。通信リンク１４０は、専用線又は無線接続であることができる。通信リンク１４０はまた、ネットワークを介した通信を表すことができる。カテーテル処置システム１００は、明示的に示されていない他の任意のシステム及び／又はデバイスを含むように接続又は構成されることができる。例えば、カテーテル処置システム１００は、ＩＶＵＳシステム、画像処理エンジン、データ記憶及びアーカイブシステム、自動バルーン及び／又はステント膨張システム、薬剤注入システム、薬剤追跡及び／又はロギングシステム、ユーザーログ、暗号化システム、カテーテル処置システム１００のアクセス又は使用を制限するためシステムなどを含むことができる。
【００２１】
上述のように、ユーザーインターフェース１２６の制御部１１８は、様々な構成要素、及び例えばガイドワイヤー、ガイドカテーテル、又はワーキングカテーテルなどの経皮デバイスを前進、後退及び回転させるのに使用される１つ以上のジョイスティック１２８を含むことができる。カテーテル処置システムが使用可能な間にジョイスティック１２８が故障すると、デバイスのうちの１つが意図しないように動くこと、例えば、ユーザーがジョイスティックに触れていないときのデバイスの動作などがある。起こり得るジョイスティックの故障に対処し、デバイスの意図しない作動を防止するために、ジョイスティック１２８にインターロックシステムを設けることができる。一実施形態によるジョイスティック用のインターロックシステムの斜視図である。インターロックシステム２００は静電容量式タッチインターロックシステムであり、ユーザーがジョイスティックに触れている（又は接触している）のを検出し、ユーザーがジョイスティックに触れていない場合には経皮デバイスの動作を防ぐように構成される。インターロックシステム２００はアナログシステムであり、動作にソフトウェアを必要としない。
【００２２】
図３には、ジョイスティック２０２が制御コンソール２１８の一部として示されている。制御コンソール２１８は、例えば、図１に示すワークステーション１１６のユーザーインターフェース１２６の一部であることができる。一実施形態において、ジョイスティック２０２は、ユーザーによる対応する直線及び回転作動に比例した電圧出力信号（ＶJS-X、ＶJS-Z）を生成するように構成されたアナログジョイスティックである。一実施形態において、ジョイスティック電圧出力信号は、供給電圧（ＶDD）と接地電圧（ＶSS）との間の範囲である。ジョイスティック２０２のゼロ位置又はゼロ速度基準電圧（Ｖ0）は、例えば、供給電圧と接地電圧の和の半分として決定されることができる。
Ｖ0＝（ＶDD＋ＶSS）／２          式１
ジョイスティック２０２用の回路は、制御コンソール２１８の内部に配置されることができる。インターロックシステム２００は、ジョイスティック２０２を覆って配置されたジョイスティックカバー２０４を含む。ジョイスティックカバー２０４は、上部又は本体２０６と下部又はスカート２０８とを有する。ジョイスティックカバー２０４の上部２０６はジョイスティック２０２の上部又はシャフトを覆って配置され、ジョイスティックカバー２０４の下部２０８はジョイスティック２０２の基部２１６の近位に配置される。一実施形態において、ジョイスティック２０２の基部２１６は、アースグラウンドに結合されたカーボンブーツによって囲まれることができる。ジョイスティックカバー２０４の上部２０６は、上部２０６の内面に沿って電極でめっきされる。ジョイスティックカバー２０４の下部２０８は電極でめっきされていない。上部２０６の電極めっきは、ジョイスティックカバー２０４の下部２０８の内面に配置された静電容量式タッチ検出回路２１０に結合される。感知電子機器が電極に近接し且つグランドプレーンから最大の距離になるように、静電容量式タッチ検出回路をジョイスティックカバー２０４の無電極めっきされた下部２０８の内面に配置することによって、寄生容量を最小限に抑えることができる。上部２０６の電極めっきは、導電性エポキシを用いてジョイスティックカバー２０４に取り付けられた導体を用いて静電容量式タッチ検出回路２１０に結合されることができる。例えば、多導体線を静電容量式タッチ検出回路２１０にはんだ付けし、銀導電性エポキシを用いてジョイスティックカバー２０４の上部２０６の電極めっきに結合することができる。以下で更に述べるように、静電容量式タッチ検出回路２１０は、アースグラウンドに対してジョイスティック２０２及びジョイスティックカバー２０４に触れているユーザーによる近位の静電容量の変化を検出するように構成される。
【００２３】
静電容量式タッチ検出回路２１０は、通信リンク２１４、例えばケーブルによって信号許可回路２１２に結合される。通信リンク２１４は、例えば供給電圧（ＶDD）及び接地電圧（ＶSS）などの静電容量式タッチ検出回路２１０への電力を供給し、静電容量式タッチ検出回路２１０から信号許可回路２１２に電圧信号を伝送するように構成される。通信リンク２１４は、ジョイスティックカバー２０４の下部２０８及びジョイスティック２０２の基部２１６の近位に配置される。信号許可回路２１２は、例えば制御コンソール２１８内に配置されることができる。信号許可回路２１２は、カテーテル処置システム用の制御器２２０、例えば図２に示す制御器１３４にも結合され、ジョイスティック２０２に結合されてジョイスティック２０２から電圧出力信号（ＶJS-X、ＶJS-Z）を受信する。信号許可回路２１２は、静電容量式タッチ検出回路２１０によって静電容量式タッチが検出されたか否かに基づいて適切なジョイスティック電圧信号を制御器２２０に送るように構成される。インターロックシステム２００の動作の詳細は、図５〜図７に関して以下で更に説明される。
【００２４】
カテーテル処置システムにおいて複数のジョイスティックが利用される実施形態では、インターロックシステム２００が各ジョイスティックに対して設けられることができる。図４は、一実施形態によるインターロックシステムを有する複数のジョイスティックの斜視図である。図４において、制御コンソール３１８は、電極めっきジョイスティックカバー３０８を含む第１インターロックシステムを有する第１ジョイスティック３０２と、電極めっきジョイスティックカバー３１０を含む第２インターロックシステムを有する第２ジョイスティック３０４と、電極めっきジョイスティックカバー３１２を含む第３インターロックシステムを有する第３ジョイスティック３０６とを含む。第１ジョイスティック３０２は、例えば、バルーンカテーテルデバイスの前進速度及び後進速度を制御するのに使用されることができる。第２ジョイスティック３０４は、例えば、ガイドワイヤーの前進速度及び後退速度ならびに時計回り及び反時計回りの角速度を制御するのに使用されることができる。第３ジョイスティック３０６は、例えば、ガイドカテーテルの前進速度及び後退速度ならびに時計回り及び反時計回りの速度を制御するのに使用されることができる。上述のように、第１ジョイスティックカバー３０８、第２ジョイスティックカバー３１０及び第３ジョイスティックカバー３１２は、電極めっきされた上部及び電極めっきされていない下部を有する。
【００２５】
図５は、一実施形態によるインターロックシステムのブロック図である。ジョイスティック４０２（例えば、図３に示されるジョイスティック２０２）が、デバイスの直線速度（前方向及び後方向）及び回転角速度（時計回り及び反時計回り）を制御するのに使用される。ジョイスティック４０２は、使用者による対応する作動に比例する電圧出力信号を生成するように構成される。特に、第１ジョイスティック電圧出力信号４４０（ＪＳ＿Ｌｉｎｅａｒ、ＶJS-X）は、使用者による対応する直線作動に比例する。第２ジョイスティック電圧出力信号４４２（ＪＳ＿Ｒｏｔａｔｉｏｎ、ＶJS-Z）は、ユーザーによる対応する回転作動に比例する。図３に関して上述したように、ジョイスティックカバー４０４は、ジョイスティック４０２を覆って配置され、電極めっきされた上部（例えば、図３に示す上部２０６）を含み、電極めっきされた上部は静電容量式タッチ検出回路４１０に結合される。ジョイスティックカバー４０４の電極めっきされた上部は、例えば多導体線を用いて静電容量式タッチ検出回路４１０に結合することができ、多導体線は、例えば導電性エポキシを用いてジョイスティックカバー４０４に取り付けられる。
【００２６】
静電容量式タッチ検出回路４１０は、アースグラウンドに対してジョイスティック４０２及びジョイスティックカバー４０４に触れているユーザーによる近位の静電容量の変化を検出するように構成される。静電容量式タッチ検出回路４１０は、信号許可回路４１２に結合され、信号許可回路４１２から電力信号４４６、例えば供給電圧（ＶDD）及び接地電圧（ＶSS）を受信する。タッチが検出されると、静電容量式タッチ検出回路４１０は、例えばその供給電圧（ＶDD）に等しいタッチ出力信号４４４（Ｔｏｕｃｈ＿Ｏｕｔ）を生成する。タッチが検出されない場合、静電容量式タッチ検出回路４１０は、例えば接地電圧（ＶSS）に等しいタッチ出力信号４４４（Ｔｏｕｃｈ＿Ｏｕｔ）を生成する。タッチ出力信号４４４は信号許可回路４１２に供給される。静電容量式検出回路４１０の感度は、適切な検知キャパシター（ＣS)を選択することによって最適化することができる。好ましくは、静電容量式タッチ検出回路４１０のレイアウトは、タッチ電極回路と電力面及び信号面との距離を最大にするように設計される。これにより、寄生容量が最小限に抑えられ、静電容量式タッチ感度が向上する。
【００２７】
ジョイスティック電圧出力電圧（ＪＳ＿Ｌｉｎｅａｒ４４０及び／又はＪＳ＿Ｒｏｔａｔｉｏｎ４４２）とタッチ出力信号４４４（Ｔｏｕｃｈ＿Ｏｕｔ）の両方が信号許可回路４１２に供給される。信号許可回路４１２は、静電容量式タッチ検出回路４１０によって静電容量式タッチが検出された（すなわち、ユーザーがジョイスティック４０２及びジョイスティックカバー４０４に触れている）か否かに基づいて適切なジョイスティック電圧出力信号を制御器４２０に送るように構成される。一実施形態において、静電容量式タッチが検出された場合（例えば、Ｔｏｕｃｈ＿Ｏｕｔ＝ＶDD）、信号許可回路４１２は、ジョイスティック電圧出力信号（それぞれ、直線及び回転）に等しい許可電圧信号ＪＳ＿Ｌｉｎｅａｒ＿Ｅｎａｂｌｅ４４８及びＪＳ＿Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿Ｅｎａｂｌｅ４５０を制御器４２０に送信する。許可電圧信号４４８及び４５０は、ユーザーのジョイスティック４０２の作動に基づいてデバイスを制御するために制御器４２０によって使用されることができる。静電容量式タッチが検出されない場合（例えば、Ｔｏｕｃｈ＿Ｏｕｔ＝ＶSS）、信号許可回路４１２は、デバイスが作動しないように所定のゼロ速度基準電圧（Ｖ0）に等しい許可電圧信号４４８及び４５０を送信する。
【００２８】
図６は、一実施形態による信号許可回路５１２のブロック図である。図６において、タッチ出力信号５４４（Ｔｏｕｃｈ＿Ｏｕｔ）はローパスフィルター５６０に供給される。ローパスフィルター５６０は、高周波信号、例えば、静電容量式タッチ出力信号５４４に関連する高周波心拍出力を除去するように構成されることができる。ローパスフィルター５６０は、フィルタリングされたタッチ出力信号５６２（Ｔｏｕｃｈ＿Ｏｕｔ＿ＬＰ）を生成する。フィルタリングされたタッチ出力信号５６２及びジョイスティック電圧出力信号５４０及び５４２（ＪＳ＿Ｌｉｎｅａｒ及びＪＳ＿Ｒｏｔａｔｉｏｎ）は、アナログマルチプレクサー５６６に提供される。また、ゼロ速度基準電圧（Ｖ0）５６８がアナログマルチプレクサー５６６に入力される。アナログマルチプレクサー５６６は、静電容量式タッチ検出回路４１０（図５に示す）によって静電容量式タッチが検出されたか否かに基づいて適切な電圧出力信号を送るように構成される。一実施形態において、静電容量式タッチが検出された場合（例えば、Ｔｏｕｃｈ＿Ｏｕｔ＿ＬＰ＝ＶDD）、アナログマルチプレクサー５６６は、ジョイスティック電圧出力信号５４０及び５４２に等しい許可出力信号ＪＳ＿Ｌｉｎｅａｒ＿Ｅｎａｂｌｅ５４８及び／又はＪＳ＿Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿Ｅｎａｂｌｅ５５０を生成し、すなわち、ＪＳ＿Ｌｉｎｅａｒ＿Ｅｎａｂｌｅ＝ＪＳ＿ＬｉｎｅａｒおよびＪＳ＿Ｒｏｔａｔｉｖｅ＿Ｅｎａｂｌｅ＝ＪＳ＿Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌである。静電容量式タッチが検出されない場合（例えば、Ｔｏｕｃｈ＿Ｏｕｔ＝ＶSS）、アナログマルチプレクサー５６６は、ゼロ速度基準電圧（Ｖ0）５６８に等しい許可出力信号ＪＳ＿Ｌｉｎｅａｒ＿Ｅｎａｂｌｅ５４８及び／又はＪＳ＿Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿Ｅｎａｂｌｅ５５０を生成する。アナログマルチプレクサー５６６からの出力５４８及び５５０は、制御器４２０（図５に示す）に提供される。代替的な実施形態において、ジョイスティック４０２（図５に示す）がデジタル出力を生成する場合、マルチプレクサー５６６はデジタルゼロ速度基準信号を利用するように構成されることができる。
【００２９】
別の実施形態において、ジョイスティック４０２（図５に示す）が作動状態にあるか否かを判定するためにジョイスティック作動検出回路を設けることもできる。図７は、一実施形態によるインターロックシステム及びジョイスティック作動検出回路のブロック図である。図５に関して上述したように、静電容量式タッチが静電容量式タッチ検出回路６１０によって検出されたか否かに基づいて、信号許可回路６１２が適切な電圧出力信号６４８、６５０を制御器６２０に送る。図７に示す実施形態において、信号許可回路６１２はまた、ジョイスティック作動検出回路６７０から入力（ＪＳ＿Ａｃｔｕａｔｅｄ）６７２を受信することができる。ジョイスティック作動検出回路６７０は、ジョイスティック６０２（例えば、図３に示すジョイスティック２０２）の直線軸又はジョイスティック６０２の回転軸がジョイスティック６０２の所定の不感帯の外側にあるか否かを検出するように構成される。したがって、ジョイスティック作動検出回路６７０は、入力として電圧出力信号ＪＳ＿Ｌｉｎｅａｒ６４０及びＪＳ＿Ｒｏｔａｔｉｏｎ６４２を受け取り、電圧出力信号６４０及び６４２を監視する。一実施形態において、直線電圧出力信号６４０又は回転電圧出力信号６４２のいずれかがゼロ速度基準電圧（Ｖ0）から不感帯電圧（Ｖdead-band）を超えて外れている場合、ジョイスティック作動検出回路６７０は、真値（例えば、ＪＳ＿Ａｃｔｕａｔｅｄ＝１）に設定されたジョイスティック作動出力信号６７２（ＪＳ＿Ａｃｔｕａｔｅｄ）を生成する。電圧出力信号６４０及び６４２が不感帯電圧を超えてゼロ速度基準電圧（Ｖ0）から外れていない場合、ジョイスティック作動検出回路６７０は、偽値（例えば、ＪＳ＿Ａｃｔｕａｔｅｄ＝０）に設定されたジョイスティック作動出力信号６７２（ＪＳ＿Ａｃｔｕａｔｅｄ）を生成する。ジョイスティック作動出力信号６７２は、作動前にジョイスティック６０２が故障状態にあるか否かを特定するために信号許可回路６１２によって使用されることができる。信号許可回路６１２は、タッチ出力信号６４４と共にジョイスティック作動出力信号６７２を使用して、撮像システム（例えば、図１に示す撮像システム１０４）を作動させるのに使用されることができる信号を生成することができる。例えば、タッチ出力信号６４４及びジョイスティック作動出力信号６７２に基づいて信号を生成して、デバイス（例えばガイドワイヤー、ガイドカテーテル、ワーキングカテーテル）を作動させる前に画像の撮影を開始するように撮像システムを作動させることができる。
【００３０】
一実施形態において、ジョイスティック作動検出回路６７０は、ジョイスティック電圧出力信号６４０及び６４２を監視し且つジョイスティック作動出力信号６７２を生成するための３つのサブシステムを含むことができる。各サブシステムに対して、下限基準電圧（ＶLR）が、
ＶLR＝Ｖ0−Ｖdead-band          式２
と設定され、上限基準電圧（ＶUR）が
ＶUR＝Ｖ0＋Ｖdead-band          式３
と設定される。第１サブシステムは、直線ジョイスティック電圧出力信号６４０を監視して、直線ジョイスティック出力電圧６４０がゼロ速度基準電圧（Ｖ0）から不感帯電圧を超えて外れているか否かを判定する。直線電圧出力信号６４０（ＪＳ＿Ｌｉｎｅａｒ）が上限基準電圧（ＶUR）よりも小さい場合、上限基準未満信号（Ｌｉｎｅａｒ＿ＬＴ−ＵＲ）が真値（例えば、Ｌｉｎｅａｒ＿ＬＴ−ＵＲ＝１）に設定され、そうでなければ、上限基準未満信号が偽値（例えば、Ｌｉｎｅａｒ＿ＬＴ−ＵＲ＝０）に設定される。直線電圧出力信号６４０（ＪＳ＿Ｌｉｎｅａｒ）が下限基準電圧（ＶLR）よりも大きい場合、下限基準超え信号（Ｌｉｎｅａｒ＿ＧＴ−ＬＲ）が真値（例えば、Ｌｉｎｅａｒ＿ＧＴ−ＬＲ＝１）に設定され、そうでなければ、下限基準超え信号は偽値（例えば、Ｌｉｎｅａｒ＿ＧＴ−ＬＲ＝０）に設定される。この直線サブシステムの結果として生じる出力信号（Ｌｉｎｅａｒ＿Ｙ）は、上限基準未満信号（Ｌｉｎｅａｒ＿ＬＴ−ＵＲ）又は下限基準超え信号よりも大きい（Ｌｉｎｅａｒ＿ＧＴ−ＬＲ）のいずれかが偽である場合、真値（例えば、Ｌｉｎｅａｒ＿Ｙ＝１）に設定され、そうでなければ、結果として生じる出力信号は偽値（例えば、Ｌｉｎｅａｒ＿Ｙ＝０）に設定される。これらの関係を表１にまとめる。
【表１】
2019526884.tif 000003
表１：ＪＳ＿Ｌｉｎｅａｒ対Ｌｉｎｅａｒ＿Ｙの論理表
【００３１】
第２サブシステムが、回転ジョイスティック電圧出力信号６４２を監視して、回転ジョイスティック出力電圧６４２がゼロ速度基準電圧（Ｖ0）から不感帯電圧を超えて外れているか否かを判定する。回転電圧出力信号６４２（ＪＳ＿Ｒｏｔａｔｉｏｎ）が上限基準電圧（ＶUR）よりも小さい場合、上限基準未満信号（Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿ＬＴ−ＵＲ）は真値（例えば、Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿ＬＴ−ＵＲ＝１）に設定され、そうでなければ、上限基準信号未満は偽値（例えば、Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿ＬＴ−ＵＲ＝０）に設定される。回転電圧出力信号６４２（ＪＳ＿Ｒｏｔａｔｉｏｎ）が下限基準電圧（ＶＬＲ）よりも大きい場合、下限基準超え信号（Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿ＧＴ−ＬＲ）は真値（例えば、Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿ＧＴ−ＬＲ＝１）に設定され、そうでなければ、下限基準超え信号は偽値（例えば、Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿ＧＴ−ＬＲ＝０）に設定される。この回転サブシステムの結果として生じる出力信号（Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿Ｙ）は、上限基準未満信号（Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿ＬＴ−ＵＲ）又は下限基準超え信号（Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿ＧＴ−ＬＲ）のいずれか偽である場合、真値（例えば、Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿Ｙ＝１）に設定され、そうでなければ、結果として生じる出力信号は偽値（例えば、Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿Ｙ＝０）に設定される。これらの関係を表２にまとめる。
【表２】
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表２：ＪＳ＿Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ対Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿Ｙの論理表
一実施形態において、表１及び表２に示す論理は、アナログ比較器及び対応するデジタル論理素子、又は４つの比較器もしくはアナログ入力及びＬｉｎｅａｒ＿ＹおよびＲｏｔａｔｉｏｎａｌ＿Ｙ出力用の２つの対応するデジタル出力を備えた混合信号デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を使用して実現することができる。
【００３２】
第３サブシステムが、直線サブシステム出力信号（Ｌｉｎｅａｒ＿Ｙ）及び回転サブシステム出力信号（Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿Ｙ）の値に基づいてジョイスティック作動出力信号６７２を生成する。直線サブシステム出力信号（Ｌｉｎｅａｒ＿Ｙ）又は回転サブシステム出力信号（Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ＿Ｙ）のいずれかが真である場合、ジョイスティック作動出力信号６７２は真値（例えば、ＪＳ＿Ａｃｔｕａｔｅｄ＝１）に設定され、そうでなければ、ジョイスティック作動出力信号は６７２は偽値（例えば、ＪＳ＿Ａｃｔｕａｔｅｄ＝０）に設定される。ジョイスティック作動出力信号６７２は信号許可回路６１２に供給される。
【００３３】
本明細書は、最良の形態を含む本発明を開示するために、また当業者が本発明を製造及び使用することを可能にするために複数の例を使用した。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者が思い付く他の例を含むことができる。このような他の例は、それらが請求項の文言と異ならない構造要素を有する場合、又はそれらが請求項の文言とはわずかな違いを有する同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図される。任意のプロセス又は方法ステップの順序及びシーケンスは、代替的な実施形態に従って変更又は再順序付けすることができる。
【００３４】
他の多くの変更及び修正を、本発明の精神から逸脱することなく、本発明に加えることができる。これらの及び他の変更の範囲は、添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図１】
2019526884.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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